DE10305917B4 - Chill roll with a substantially hollow interior - Google Patents
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Abstract
Kühlwalze mit einem im Wesentlichen hohlen Innenraum (50), welcher von einem Kühlmedium durchströmt wird, und einem in dem Innenraum (50) der Kühlwalze (14) befindlichen Mischelement (32) zum Durchmischen des Kühlmediums, wobei die Kühlwalze (14) relativ zu dem Mischelement rotiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des Mischelementes (32, 36) von der inneren Manteloberfläche (20) der Kühlwalze (14) veränderbar ist.Cooling roller having a substantially hollow interior (50), which is flowed through by a cooling medium, and in the interior (50) of the cooling roller (14) located mixing element (32) for mixing the cooling medium, wherein the cooling roller (14) relative to the Rotating mixing element, characterized in that the distance of the mixing element (32, 36) from the inner jacket surface (20) of the cooling roller (14) is variable.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlwalze mit einem im Wesentlichen hohlen Innenraum gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Kühlen einer Materialbahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.The present invention relates to a cooling roll having a substantially hollow interior according to the preamble of
Im Rollenrotationsdruck, zum Beispiel im Rollenrotationsoffsetdruck, wird eine Materialbahn von einer Rolle in einem Rollenwechsler abgewickelt, zum Bedrucken durch mehrere nacheinander angeordnete Druckwerke vertikal oder horizontal geführt, anschließend zum Trocknen durch einen Heißlufttrockner geführt und schließlich zum Abkühlen der in dem Heißlufttrockner erwärmten Materialbahn über Kühlwalzen eines Kühlwalzenstandes geleitet. Anschließend kann die Materialbahn in einem Falzapparat zu Signaturen geschnitten und gefalzt werden, wobei es möglich ist, diese darauffolgend einem Verteilsystem zuzuführen. Üblicherweise wird die Materialbahn von den Druckwerken beidseitig und mehrfarbig bedruckt, wobei im konventionellen Offsetdruck die Verwendung von Feuchtmittel notwendig ist, weshalb die Bahn vor der Weiterverarbeitung, zum Beispiel in dem Falzapparat, zunächst getrocknet und dann abgekühlt werden muss.In web-fed rotary printing, for example in web-fed rotary offset printing, a web of material is unwound from a roll in a roll changer, vertically or horizontally fed for printing through a plurality of successively arranged printing units, then passed through a hot air dryer for drying and finally for cooling the web of material heated in the hot air dryer over cooling rolls passed a chill roll stand. Subsequently, the web can be cut into a folder to signatures and folded, it being possible to subsequently supply them to a distribution system. Usually, the web is printed by the printing units on both sides and multi-color, the use of dampening solution is necessary in conventional offset printing, which is why the web before further processing, for example, in the folder, first dried and then cooled.
Kühlwalzenstände des Standes der Technik weisen üblicherweise mehrere von einem Kühlmedium durchspülte Kühlwalzen auf, wobei die Materialbahn auf einem mäanderförmigen Bahnpfad durch den Kühlwalzenstand und um die Kühlwalzen herum geführt wird. Dabei kontaktiert die Materialbahn die Oberflächen der Kühlwalzen in sogenannten Umschlingungsabschnitten, in denen es zu einem Wärmeübergang von der erhitzten Materialbahn zur gekühlten Kühlwalzenoberfläche kommt.Prior art chill roll stands typically include a plurality of chill rolls flushed by a cooling medium, the material web being guided on a meandering path through the chill roll stand and around the chill rolls. In this case, the material web contacts the surfaces of the cooling rolls in what are known as looping sections, in which heat is transferred from the heated material web to the cooled cooling roll surface.
Zur Abfuhr der auf die Kühlwalze übertragenen Wärme der Materialbahn wird die Kühlwalze von einem Kühlmedium, zum Beispiel von gekühltem Wasser, durchspült oder durchströmt, wobei der Kühlmittelstrom durch einzelne Kühlwalzen, durch parallel oder auch seriell geschaltete Kühlwalzen erfolgen kann.In order to dissipate the heat transferred to the cooling roll of the web, the cooling roll is flushed or flowed through by a cooling medium, for example by cooled water, wherein the coolant flow can be effected by individual cooling rolls, by parallel or serially connected cooling rolls.
Aus der
Weiterhin ist aus der
Ferner ist aus der
Die
Durch die ständig steigenden Anforderungen zum einen hinsichtlich Druckgeschwindigkeit und Weiterverarbeitung, zum andern hinsichtlich der Druckqualität im Bereich des Rollenrotationsdrucks besteht bei herkömmlichen Kühleinheiten, zum Beispiel Kühlwalzenständen mit rotierenden Kühlwalzen, oftmals das Problem, dass deren Kühlleistung bei höheren Verarbeitungsgeschwindigkeiten nicht mehr ausreicht, wodurch es in der Weiterverarbeitung zu Mängeln an den Druckprodukten oder auch zu Beschädigungen an der Druckmaschine kommen kann.Due to the ever-increasing demands on the one hand with regard to printing speed and further processing, and on the other hand with regard to the print quality in the area of web-fed rotary printing, the problem often arises with conventional cooling units, for example chill roll stands with rotating chill rolls, that their cooling capacity is no longer sufficient at higher processing speeds, which makes it the further processing can lead to defects in the printed products or damage to the printing press.
Jedoch auch bei niedrigen Verarbeitungsgeschwindigkeiten kann mangels ausreichender Durchmischung des Kühlmediums die Kühlleistung unzufriedenstellend werden, d. h. die erhitzte Materialbahn verlässt den Kühlwalzenstand mit einer Temperatur, welche höher als eine gewünschte oder für die Nachverarbeitung erforderliche Temperatur liegt.However, even at low processing speeds, the cooling performance may become unsatisfactory due to the lack of sufficient mixing of the cooling medium, d. H. the heated web leaves the chill roll stand at a temperature which is higher than a desired or required for post-processing temperature.
Wenn die Kühlleistung eines Kühlwalzenstandes den gegebenen Anforderungen nicht mehr genügt, kann die Druckfarbe auf der Materialbahn, welche durch die Hitzeeinwirkung des dem Kühlwalzenstandes vorgeordneten Trockners, zum Beispiel eines Heißlufttrockners, klebrig ist, nicht mehr genügend herabgekühlt und dadurch verfestigt werden. Hierdurch kann es zu einem unvorteilhaften Ablegen von Druckfarbe auf den Kühlwalzenoberflächen oder auch zum Beispiel auf Wendestangen eines Falzapparateüberbaus kommen. Des Weiteren können verklebte Signaturen zu einem Produktstau in einem Falzapparat und damit zu schwerwiegenden Beschädigungen der Maschine führen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kühlwalze zu schaffen, mit welcher die genannten Nachteile des Standes der Technik behoben werden können.If the cooling performance of a chill roll stand no longer meets the given requirements, the ink on the web, which is sticky due to the heat of the chill roller upstream dryer, for example a hot air dryer, no longer sufficiently cooled and thereby solidified. This can lead to unfavorable deposition of ink on the cooling roller surfaces or even on turning bars of a folder superstructure. Furthermore, bonded signatures can lead to a product jam in a folder and thus to serious damage to the machine. It is an object of the present invention to provide a chill roll with which the aforementioned disadvantages of the prior art can be overcome.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kühlwalze zu schaffen, welche auch bei verschiedenen Verarbeitungsgeschwindigkeiten einen erforderlichen Wärmeübergang von der Materialbahn auf die Kühlwalze bzw. auf ein Kühlmedium im Innern der Kühlwalze gewährleistet.It is a further object of the present invention to provide a cooling roll which ensures a required heat transfer from the material web to the cooling roll or to a cooling medium in the interior of the cooling roll even at different processing speeds.
Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Kühlen einer Materialbahn zu schaffen, durch welches die genannten Nachteile des Standes der Technik überwunden werden können.It is a further object of the present invention to provide a method of cooling a web of material by which the aforementioned disadvantages of the prior art can be overcome.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, welches einen optimalen Wärmeübergang von einer Materialbahn auf eine Kühlwalze bzw. auf ein Kühlmedium im Innern der Kühlwalze auch bei unterschiedlichen Verarbeitungsgeschwindigkeiten, d. h. zum Beispiel sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten, gewährleistet.It is a further object of the present invention to provide a method which provides optimum heat transfer from a web to a chill roll or to a cooling medium inside the chill roll, even at different processing speeds, i. H. for example, at both low and high processing speeds.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 und 10 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen enthalten.These objects are achieved by the features of
Eine erfindungsgemäße Kühlwalze mit einem im Wesentlichen hohlen Innenraum, welcher von einem Kühlmedium durchströmt wird, zeichnet sich durch ein im Innenraum der Kühlwalze befindliches Mischelement zum Durchmischen des Kühlmediums aus, wobei die Kühlwalze relativ zu dem Mischelement rotiert.A cooling roller according to the invention with a substantially hollow interior, through which a cooling medium flows, is characterized by a mixing element located in the interior of the cooling roller for mixing the cooling medium, wherein the cooling roller rotates relative to the mixing element.
Erfindungsgemäß rotiert die Kühlwalze relativ zu dem Mischelement, wodurch es in vorteilhafter Weise zu einer erheblich gesteigerten Durchmischung des Kühlmediums bei allen Betriebsgeschwindigkeiten kommt.According to the invention, the cooling roller rotates relative to the mixing element, which advantageously leads to a significantly increased mixing of the cooling medium at all operating speeds.
Eine erfindungsgemäße Kühlwalze gewährleistet in vorteilhafter Weise einen gewünschten Wärmeübergang von der zu verarbeitenden Materialbahn, zum Beispiel einer Papierbahn, auf den Kühlwalzenmantel und weiter auf das Kühlmedium, zum Beispiel Wasser, sowohl bei niedrigen und mittleren Verarbeitungsgeschwindigkeiten als auch bei hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten.A chill roll according to the invention advantageously ensures a desired heat transfer from the material web to be processed, for example a paper web, to the chill roll jacket and further to the cooling medium, for example water, both at low and moderate processing speeds and at high processing speeds.
Es kann weiterhin in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Kühlwalze drehbar in einer Seitenwand, zum Beispiel eines Kühlwalzenstandes, gelagert ist und dass das Mischelement drehfest an der Seitenwand angeordnet ist.It may further be provided in an advantageous manner that the cooling roller is rotatably mounted in a side wall, for example, a chill roll stand, and that the mixing element is rotatably mounted on the side wall.
Die drehfeste Anordnung des Mischelementes an der Seitenwand führt in vorteilhafter Weise zu der erfindungsgemäßen Relativbewegung zwischen Mischelement und Kühlwalzenmantel, wodurch es zu der gewünschten Durchmischung des Kühlmediums und damit zu einer verbesserten Wärmeaufnahme durch das Kühlmedium an der inneren Manteloberfläche der Kühlwalze kommt. Weiterhin ist es von Vorteil, das Mischelement drehfest an der Seitenwand anzuordnen, da hierdurch auf einen gesonderten Antrieb für das Mischelement verzichtet werden kann.The rotationally fixed arrangement of the mixing element on the side wall leads advantageously to the relative movement according to the invention between the mixing element and the cooling roll shell, which leads to the desired mixing of the cooling medium and thus to an improved heat absorption by the cooling medium on the inner jacket surface of the cooling roll. Furthermore, it is advantageous to arrange the mixing element rotationally fixed to the side wall, as this can be dispensed with a separate drive for the mixing element.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Mischelement als mindestens ein Mischflügel ausgebildet sein, welcher sich insbesondere im Wesentlichen über die Breite des Innenraumes der Kühlwalze erstreckt. Es kann weiterhin auch vorgesehen sein, dass das Mischelement mindestens einen Mischflügel aufweist. Der Mischflügel kann mindestens eine Öffnung aufweisen. Das Mischelement kann vorzugsweise als Streifen oder als Rohr oder als Sieb ausgebildet sein.In a further embodiment of the invention, the mixing element may be formed as at least one mixing blade, which extends in particular substantially over the width of the interior of the cooling roller. It can also be provided that the mixing element has at least one mixing blade. The mixing blade may have at least one opening. The mixing element may preferably be formed as a strip or as a tube or as a sieve.
Das als Mischflügel ausgebildete oder mindestens einen Mischflügel aufweisende Mischelement gewährleistet in vorteilhafter Weise die gewünschte Durchmischung des Kühlmediums innerhalb des Kühlwalzenkörpers. Auch die Wahl der Länge des Mischelementes entsprechend im Wesentlichen der Ausdehnung des Innenraumes der Kühlwalze unterstützt in vorteilhafter Weise eine optimale Durchmischung des Kühlmediums. Weiterhin kann durch die Ausbildung von Öffnungen in dem Mischflügel eine zusätzliche Erhöhung der Mischwirkung des Mischflügels erreicht werden, wobei der Strömungswiderstand des Mischelementes in vorteilhafter Weise herabgesetzt wird.The designed as a mixing blade or at least one mixing blade having mixing element ensures advantageously the desired mixing of the cooling medium within the cooling roller body. Also, the choice of the length of the mixing element according to substantially the extent of the interior of the cooling roller advantageously supports optimal mixing of the cooling medium. Furthermore, an additional increase in the mixing effect of the mixing blade can be achieved by the formation of openings in the mixing blade, wherein the flow resistance of the mixing element is reduced in an advantageous manner.
Es kann darüber hinaus auch vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil des Mischelementes nahe, insbesondere näher als 10 mm oder näher als 5 mm, an einer inneren Manteloberfläche der Kühlwalze angeordnet ist.In addition, it can also be provided that at least a part of the mixing element is arranged close, in particular closer than 10 mm or closer than 5 mm, to an inner jacket surface of the cooling roll.
Das Vorsehen eines geringen Abstandes zwischen dem Mischelement und der inneren Manteloberfläche der Kühlwalze, zum Beispiel im Bereich zwischen 10 mm und 1 mm, gewährleistet mit Vorteil insbesondere bei niedrigen Betriebsgeschwindigkeiten eine gewünschte Mischung des Kühlmediums. Der Abstand kann zum Beispiel jeden geradzahligen Millimeter-Wert zwischen 10 mm und 1 mm annehmen, einschließlich dieser Grenzwerte. Der Abstand kann aber auch zum Beispiel einen Teilbereich des Bereichs zwischen 10 mm und 1 mm, einschließlich dieser Grenzwerte, bilden, wobei z. B. jeder geradzahlige Millimeter-Wert zwischen 10 mm und 1 mm eine obere oder untere Teilbereichsgrenze sein kann.The provision of a small distance between the mixing element and the inner jacket surface of the chill roll, for example in the range between 10 mm and 1 mm, advantageously ensures a desired mixture of the cooling medium, especially at low operating speeds. For example, the distance may be any even millimeter between 10mm and 1mm, including these limits. The distance can also be, for example, a portion of the Range between 10 mm and 1 mm, including these limits form, with z. For example, any even millimeter value between 10 mm and 1 mm may be an upper or lower partial range limit.
Vorzugsweise kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Abstand des Mischelementes von der inneren Manteloberfläche der Kühlwalze veränderbar sein.Preferably, in a further embodiment of the invention, the distance of the mixing element from the inner circumferential surface of the cooling roller can be changed.
Durch die Möglichkeit den Abstand gezielt zu verändern, zum Beispiel mittels einer Steuerung und/oder mittels einer Regelung, kann mit Vorteil der Grad der Durchmischung des Kühlmediums und somit die Wärmeübertragungseigenschaft der Kühlwalze als Ganzes den Betriebsbedingungen der Maschine und/oder dem zu verarbeitenden Produkt bzw. dessen Material angepasst werden.Due to the possibility of deliberately changing the distance, for example by means of a control and / or by means of a regulation, the degree of mixing of the cooling medium and thus the heat transfer property of the cooling roll as a whole can advantageously be considered as operating conditions of the machine and / or the product or product to be processed whose material is adapted.
Es kann des Weiteren auch vorgesehen sein, dass das Mischelement mit einer Federkraft beaufschlagt ist, derart, dass das Mischelement bei verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten der Kühlwalze verschiedene Positionen, insbesondere verschiedene Winkelstellungen oder Auslenkungen, einnimmt.Furthermore, it can also be provided that the mixing element is acted on by a spring force, such that the mixing element assumes different positions, in particular different angular positions or deflections, at different rotational speeds of the cooling roller.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Mischelement unter Einwirkung der Gravitation bei verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten der Kühlwalze verschiedene Positionen, insbesondere verschiedene Winkelstellungen oder Auslenkungen, einnimmt.However, it can also be provided that the mixing element under the action of gravity at different rotational speeds of the cooling roller different positions, in particular different angular positions or deflections occupies.
Das Mischelement bietet der Strömung des Kühlmediums im Innern der Kühlwalze einen Widerstand wodurch es zu Verwirbelungen oder zur Ausbildung von Wirbeln und damit zur Durchmischung des Kühlmediums kommt. Durch die Beaufschlagung des Mischelementes mit einer Federkraft oder durch die Einwirkung der Gravitation auf das Mischelement wird der durch die Strömung auf das Mischelement einwirkenden Kraft eine veränderliche Gegenkraft entgegengesetzt, sodass insbesondere bei verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten der Kühlwalze das Mischelement verschiedene Positionen, insbesondere verschiedene Winkelstellungen oder Auslenkungen, einnehmen kann. Sowohl die Federkraft als auch die wirksame Komponente der Gravitationskraft weisen bei unterschiedlichen Winkelstellungen bzw. Auslenkungen des Mischelementes unterschiedliche Größe auf, sodass in vorteilhafter Weise der Strömung des Kühlmediums bei zunehmender Strömungsgeschwindigkeit und somit bei zunehmender Winkelstellung oder Auslenkung des Mischelementes auch eine zunehmende Gegenkraft entgegengesetzt wird.The mixing element provides a resistance to the flow of the cooling medium in the interior of the cooling roll, which causes turbulence or the formation of vortices and thus mixing of the cooling medium. By applying the mixing element with a spring force or by the action of gravity on the mixing element, the force acting on the mixing element by the flow of a variable counteracting force is opposed, so that in particular at different rotational speeds of the cooling roller, the mixing element different positions, in particular different angular positions or deflections, can take. Both the spring force and the effective component of the gravitational force have different sizes at different angular positions or deflections of the mixing element, so that advantageously the flow of the cooling medium with increasing flow velocity and thus with increasing angular position or deflection of the mixing element is also an increasing opposing force.
Darüber hinaus kann das Mischelement auch von außen verstellbar sein, um zum Beispiel den oben genannten Abstand einzustellen. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, das Mischelement mittels eines Verstellantriebs, beispielsweise eines Motors oder eines bekannten Verstellgetriebes, in radialer Richtung bezüglicher der Kühlwalzenachse zu bewegen und/oder zu positionieren. Es ist ebenfalls möglich das Mischelement mit wenigstens einem beweglichen Abschnitt zu versehen, welcher über ein bekanntes Verstellgetriebe von außen positioniert werden kann.In addition, the mixing element may also be adjustable from the outside, for example to adjust the above-mentioned distance. For example, it may be provided to move and / or position the mixing element in the radial direction with respect to the chill roll axis by means of an adjustment drive, for example a motor or a known variable transmission. It is also possible to provide the mixing element with at least one movable section, which can be positioned via a known adjusting from the outside.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Mischelement an einem zentralen Versorgungselement, insbesondere an einem Rohr angeordnet ist, durch welches das Kühlmedium in das Innere der Kühlwalze geführt wird.It can further be provided that the mixing element is arranged on a central supply element, in particular on a pipe, through which the cooling medium is guided into the interior of the cooling roller.
Somit kann auf eine zusätzliche Befestigungseinheit für das Mischelement verzichtet werden und stattdessen in vorteilhafter Weise ein bereits vorhandenes Versorgungselement zur Zuführung des Kühlmediums verwendet werden.Thus, it is possible to dispense with an additional fastening unit for the mixing element and, instead, an already existing supply element for supplying the cooling medium can be advantageously used.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das zentrale Versorgungselement an einem ersten Endabschnitt der Kühlwalze durch einen ersten Lagerzapfen der Kühlwalze geführt ist und mindestens einen Auslass für das Kühlmedium in der Nähe eines zweiten Endabschnittes der Kühlwalze aufweist. Es kann darüber hinaus auch vorgesehen sein, dass das zentrale Versorgungselement an einem zweiten Endabschnitt der Kühlwalze drehbar gelagert ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass der erste Endabschnitt der Kühlwalze insbesondere der erste Lagerzapfen, eine Öffnung zum Abführen des Kühlmediums aufweist. Das Versorgungselement kann weiterhin über seine Länge verteilt und beabstandete Ausströmöffnungen für das Kühlmedium aufweisen.In a further embodiment of the invention can be provided that the central supply element is guided at a first end portion of the cooling roller through a first journal of the cooling roller and at least one outlet for the cooling medium in the vicinity of a second end portion of the cooling roller. In addition, it can also be provided that the central supply element is rotatably mounted on a second end portion of the cooling roller. Furthermore, it can be provided that the first end section of the cooling roller, in particular the first bearing journal, has an opening for discharging the cooling medium. The supply element may further distributed over its length and having spaced outflow openings for the cooling medium.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Kühlmedium die Kühlwalze von einem ersten Endabschnitt der Kühlwalze zu einem zweiten Endabschnitt der Kühlwalze durchströmen.In a further embodiment of the invention, the cooling medium may flow through the cooling roll from a first end portion of the cooling roll to a second end portion of the cooling roll.
Es kann vorgesehen sein, dass das innere der Kühlwalze im Wesentlichen raumfüllend von dem Kühlmedium durchströmt wird, d. h. dass das Kühlmedium die Kühlwalze im wesentlichen auf ihrem gesamten Querschnitt durchströmt.It can be provided that the interior of the cooling roller is substantially space-filling flows through the cooling medium, d. H. that the cooling medium flows through the cooling roller substantially over its entire cross section.
In Fortführung des Erfindungsgedankens kann des Weiteren die Kühlwalze eine zylindrische Oberfläche und zwei Lagerzapfen umfassen, welche in gegenüberliegenden Seitenwänden, zum Beispiel Seitenwände eines Kühlwalzenstandes oder eines Trocknen, drehbar gelagert sind, wobei mindestens ein Lagerzapfen eine Durchführung für eine Befestigung des Mischelementes an einer Seitenwand aufweisen kann.Further, in the spirit of the invention, the chill roll may further comprise a cylindrical surface and two journals rotatably mounted in opposite sidewalls, for example, chill roll or drying roll sidewalls, at least one journal having a passageway for attachment of the mixing element to a sidewall can.
Es kann des Weiteren eine Versorgungsleitung für das Kühlmedium, zum Beispiel Wasser, vorgesehen sein, welche sowohl mit einem Endabschnitt der Kühlwalze, insbesondere mit einem Lagerzapfen der Kühlwalze, als auch mit einer Temperiereinheit und/oder mit einem Kühlmittelreservoir verbunden ist. Dabei kann der Lagerzapfen mit einer Drehdurchführung in Wirkverbindung stehen. Furthermore, a supply line for the cooling medium, for example water, may be provided, which is connected both to an end section of the cooling roller, in particular to a bearing journal of the cooling roller, and to a temperature control unit and / or to a coolant reservoir. The journal can be in operative connection with a rotary feedthrough.
Es kann ferner in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, die Kühlwalze als angetriebene Walze auszubilden, insbesondere einen Antrieb vorzusehen, welcher die Kühlwalze direkt oder über zumindest eine weitere Kühlwalze oder ein Getriebe, zum Beispiel ein Zahnradgetriebe oder Zahnriemengetriebe, antreibt.It can also be advantageously provided to form the cooling roller as a driven roller, in particular to provide a drive which drives the cooling roller directly or via at least one further cooling roller or a gear, for example a gear transmission or toothed belt transmission.
Durch den Einsatz eines Antriebs für die erfindungsgemäße Kühlwalze kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass die Kühlwalze mit einer zum Bahntransport notwendigen Rotationsgeschwindigkeit rotiert, auch wenn durch das im Innenraum der Kühlwalze befindliche Mischelement ein erhöhter Rotationswiderstand erzeugt wird.By using a drive for the cooling roller according to the invention can be ensured in an advantageous manner that the cooling roller rotates at a rotational speed necessary for web transport, even if an increased rotational resistance is generated by the mixing element located in the interior of the cooling roller.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine Außenfläche der Kühlwalze zum Übertragen eines ölhaltigen und/oder wasserhaltigen und/oder silikonhaltigen Stoffes, zum Beispiel eines Feuchtmittels oder einer Silikonölemulsion, auf eine Materialbahn, insbesondere eine Papierbahn, vorgesehen sein.In a further embodiment of the invention, an outer surface of the cooling roller for transferring an oil-containing and / or aqueous and / or silicone-containing substance, for example a dampening solution or a silicone oil emulsion, on a material web, in particular a paper web, may be provided.
Es ist weiterhin im Sinne der Erfindung von Vorteil, eine Kühlwalze mit einem elastisch ausgestalteten oder flexiblen Mischelement zu versehen, derart dass das Mischelement bei verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten der Kühlwalze verschiedene gebogene Konturen annimmt. Es können auch mehrere solcher Mischelemente in axialer Richtung benachbart angeordnet vorgesehen sein, wobei diese in unterschiedlichen Winkelpositionen an einem Basiselement angeordnet sein können.It is also within the meaning of the invention advantageous to provide a cooling roller with an elastically configured or flexible mixing element, such that the mixing element assumes different curved contours at different rotational speeds of the cooling roller. It is also possible for a plurality of such mixing elements to be arranged adjacent to one another in the axial direction, wherein these may be arranged in different angular positions on a base element.
Des Weiteren kann ein Kühlwalzenstand, insbesondere ein einem Trockner direkt nachgeordneter oder in einen Trockner integrierter Kühlwalzenstand, sich durch wenigstens eine erfindungsgemäße Kühlwalze wie oben beschrieben auszeichnen.Furthermore, a chill roll stand, in particular a chill roll stand which is directly downstream of a dryer or integrated into a dryer, can be characterized by at least one chill roll according to the invention as described above.
Ferner kann sich ein Trockner, insbesondere ein Heißlufttrockner und/oder ein Schwebetrockner, durch wenigstens eine erfindungsgemäße Kühlwalze wie oben beschrieben und/oder durch einen integrierten erfindungsgemäßen Kühlwalzenstand wie oben beschrieben auszeichnen.Furthermore, a dryer, in particular a hot-air dryer and / or a floating dryer, may be characterized by at least one cooling roll according to the invention as described above and / or by an integrated cooling roll stand according to the invention as described above.
Des Weiteren kann sich eine Druckmaschine, insbesondere eine Rollenrotationsdruckmaschine oder eine Rollenrotationsoffsetdruckmaschine durch eine solche erfindungsgemäße Kühlwalze und/oder einen solchen erfindungsgemäßen Kühlwalzenstand und/oder einen solchen erfindungsgemäßen Trockner, wie diese oben beschrieben wurden, auszeichnen.Furthermore, a printing press, in particular a web-fed rotary printing press or a web-fed rotary offset printing press, can be characterized by such a cooling roll according to the invention and / or such a cooling roll stand according to the invention and / or such a dryer according to the invention as described above.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Kühlen einer Materialbahn, insbesondere einer Papierbahn, mit einer Kühlwalze, welche einen im Wesentlichen hohlen Innenraum aufweist, zeichnet sich durch den Verfahrensschritt des Mischen eines Kühlmediumstroms mit einem Mischelement, welches sich im Innenraum der Kühlwalze befindet, wobei die Kühlwalze relativ zu dem Mischelement rotiert, aus.An inventive method for cooling a material web, in particular a paper web, with a cooling roller having a substantially hollow interior, characterized by the step of mixing a cooling medium flow with a mixing element, which is located in the interior of the cooling roller, wherein the cooling roller relative to the mixing element rotates, off.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahren kann in vorteilhafter Weise eine optimale Durchmischung des Kühlmediums erreicht und damit die gewünschte Abkühlung der Materialbahn bei allen Betriebsgeschwindigkeiten gewährleistet werden.When using the method according to the invention, an optimal mixing of the cooling medium can be achieved in an advantageous manner and thus the desired cooling of the material web at all operating speeds can be ensured.
Des Weiteren kann ein erfindungsgemäßes Verfahren das Erzeugen von Wirbeln oder Verwirbelungen in dem Kühlmittelstrom umfassen.Further, a method of the invention may include generating swirls or swirls in the coolant stream.
In Fortführung des Erfindungsgedanken kann ein Verfahren zum Kühlen einer Materialbahn ferner das Verändern des Abstandes des Mischelementes von einer inneren Mantelfläche der Kühlwalze umfassen. Dabei können Mittel zum Einsatz kommen, wie sie oben in Bezug auf eine erfindungsgemäße Kühlwalze beschrieben wurden.In continuation of the inventive concept, a method for cooling a material web may further comprise changing the distance of the mixing element from an inner circumferential surface of the cooling roller. In this case, agents may be used, as described above with respect to a cooling roller according to the invention.
Hierdurch kann in vorteilhafter Weise die Durchmischung des Kühlmediums im Innern der Kühlwalze, zum Beispiel gesteuert und/oder geregelt, an die äußeren Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel Verarbeitungsgeschwindigkeit oder Papierart und -dicke angepasst werden, wodurch in jedem Fall eine gewünschte und/oder geforderte Abkühlung der Materialbahn erreicht wird.As a result, the mixing of the cooling medium in the interior of the cooling roller, for example controlled and / or regulated, can be adapted to the external operating conditions, such as processing speed or paper type and thickness, which in any case provides a desired and / or required cooling the material web is reached.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Verfahren ein im Wesentlichen raumfüllendes Durchströmen des Innenraums der Kühlwalze mit dem Kühlmedium umfasst.Furthermore, it can be provided that the method comprises a substantially space-filling flow through the interior of the cooling roller with the cooling medium.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren darüber hinaus auch das Antreiben, insbesondere das direkte Antreiben, der Kühlwalze, zum Beispiel mittels eines Antriebs, vorsehen.In addition, the method according to the invention may preferably also provide for driving, in particular direct driving, of the cooling roller, for example by means of a drive.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. In den Zeichnungen sind einander entsprechende Merkmale mit denselben Bezugszeichen versehen.The invention will be described below with reference to the drawings based on preferred embodiments. In the drawings, corresponding features are provided with the same reference numerals.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
In
Wenigstens eine Kühlwalze
In
Im Innern der Kühlwalze ist ein Mischelement
Der Mischflügel
Die Zufuhr des Kühlmediums erfolgt von einem Reservoir
In
In
Die in
In
Es ist des Weiteren
In
Der bewegliche Abschnitt
In den
Wie in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- RollenrotationsdruckmaschineRotary press
- 22
- Materialbahnweb
- 4a–4d4a-4d
- Druckwerkeprinting units
- 66
- HeißlufttrocknerHot air dryer
- 6a6a
- Trocknerabschnittdryer section
- 6b6b
- KühlwalzenstandChill stand
- 88th
- Düsenanordnungnozzle assembly
- 1010
- ÜbergangsbereichTransition area
- 1212
- Vielzahl von KühlwalzenVariety of cooling rollers
- 1414
- Kühlwalzechill roll
- 1616
- erster Endabschnittfirst end section
- 1818
- zweiter Endabschnittsecond end section
- 2020
- Zylindermantelcylinder surface
- 2222
- erstes Wälzlagerfirst rolling bearing
- 2424
- erste Seitenwandfirst sidewall
- 2626
- zweites Wälzlagersecond rolling bearing
- 2828
- zweite Seitenwandsecond side wall
- 3030
- Antriebdrive
- 3232
- Mischelementmixing element
- 3434
- Zuführabschnittfeeding
- 3636
- Mischflügelmixing blades
- 3838
- Durchführungexecution
- 4040
- Wälzlagerroller bearing
- 4242
- Öffnungopening
- 4444
- Reservoirreservoir
- 4646
- Zuführleitungfeed
- 4848
- Innenraum des ZuführabschnittsInterior of feed section
- 5050
- Innenraum der KühlwalzeInterior of the chill roller
- 5252
- Öffnungopening
- 5454
- Abführleitungdischarge
- 5656
- Kühleinrichtungcooling device
- 5858
- Wärmetauscherheat exchangers
- 6060
- Durchführungexecution
- 6262
- Basiselementbase element
- 6464
- Abstanddistance
- 6666
- Befestigungsabschnittattachment section
- 6868
- beweglicher Abschnittmoving section
- 7070
- Umschlingungsbereichwrap region
- 7272
- Oberflächesurface
- 7474
- Auftragswalzeapplicator roll
- 7676
- Wannetub
- 7878
- Drehrichtungdirection of rotation
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